熱連軋粗軋側(cè)導(dǎo)板竄量分析及其改進(jìn)研究

朱志鵬，胡潤(rùn)平，汪濤，邱宏光，韓立志，黃爽

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

入口側(cè)導(dǎo)板安裝在粗軋立輥軋機(jī)E1前工作輥道上，其前后推桿通過(guò)同步軸保持動(dòng)作一致，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)中板坯的功能。側(cè)導(dǎo)板分為喇叭口段和平行段。平行段為主動(dòng)件，其操作側(cè)由上推桿支撐、驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)側(cè)由下推桿支撐、驅(qū)動(dòng)，最終由前后兩條液壓缸、同步軸共同實(shí)現(xiàn)對(duì)中操作。喇叭口段起導(dǎo)向作用，入口側(cè)由固定頂銷支撐，出口側(cè)由鉸接銷軸支撐；其為從動(dòng)件，通過(guò)鉸接銷軸由平行段驅(qū)動(dòng)動(dòng)作，同時(shí)固定頂銷（旋轉(zhuǎn)軸）隨側(cè)導(dǎo)板打開/關(guān)閉在橢圓型導(dǎo)槽孔內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)。

1 側(cè)導(dǎo)板結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1 側(cè)導(dǎo)板基本結(jié)構(gòu)

平行段操作側(cè)側(cè)導(dǎo)板安裝在上推桿上，其傳動(dòng)側(cè)側(cè)導(dǎo)板安裝在下推桿上。

上推桿的下表面、下推桿的上表面安裝有齒條。液壓缸缸桿伸出時(shí)，上推桿伸出，操作側(cè)側(cè)導(dǎo)板關(guān)閉。同時(shí)，通過(guò)齒條、同步軸的嚙合作用，下推桿縮回，傳動(dòng)側(cè)側(cè)導(dǎo)板（與操作側(cè)側(cè)導(dǎo)板）同步關(guān)閉。 側(cè)導(dǎo)板基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 在線側(cè)導(dǎo)板工作現(xiàn)狀

1580產(chǎn)線R1/R2為可逆軋機(jī)。正向軋制時(shí)，板坯由喇叭口段導(dǎo)入平行段，再經(jīng)平行段對(duì)中后進(jìn)入軋機(jī)。板坯進(jìn)入平行段側(cè)導(dǎo)板時(shí)，入口預(yù)留孔距鉸接銷軸較遠(yuǎn)，板坯頭部接近入口預(yù)留孔時(shí)，已完成部分導(dǎo)向、對(duì)中操作，因此板柸頭部不會(huì)頂、撞預(yù)留孔。

逆向軋制時(shí)，板坯尾部從E1/R1逆向進(jìn)入平行段側(cè)導(dǎo)板。此時(shí)，不僅結(jié)構(gòu)上沒(méi)喇叭口段導(dǎo)向，且出口預(yù)留孔距側(cè)導(dǎo)板出口側(cè)較近，板坯尾部接近出口預(yù)留孔時(shí)，板坯未經(jīng)過(guò)導(dǎo)向、對(duì)中操作。此時(shí)，若板坯跑偏，其尾部棱角會(huì)頂、撞出口預(yù)留孔，甚至頂、撞入口預(yù)留孔，造成側(cè)導(dǎo)板、拐臂一同向入口側(cè)竄動(dòng)。當(dāng)竄量值大于軸承座/拐臂入口側(cè)的間隙值，寬規(guī)格板坯軋制時(shí)，由于拐臂、軸承座之間的機(jī)械干涉，側(cè)導(dǎo)板無(wú)法打開到程序設(shè)定位，會(huì)造成板坯回退和非計(jì)劃停機(jī)。側(cè)導(dǎo)板俯視圖如圖2所示。

圖2 側(cè)導(dǎo)板俯視圖

3 側(cè)導(dǎo)板結(jié)構(gòu)分析及調(diào)整方法

3.1 結(jié)構(gòu)分析

圖3 拐臂與兩側(cè)軸承座示意圖

D為拐臂與兩側(cè)軸承座間隙值（初始狀態(tài)D=D1=D2），如圖3所示。

c、d為推桿與方型銅套間隙值，如圖4所示（M-M剖視圖）。

a、b為推桿與側(cè)導(dǎo)板間隙值，如圖4所示。

E為開口度1670mm時(shí)，固定頂銷、導(dǎo)槽出口側(cè)間隙值，如圖5所示。

G問(wèn)問(wèn)開口度1670mm時(shí)，固定頂銷、導(dǎo)槽入口側(cè)間隙值，如圖5所示。

圖4 推桿、方型銅套/側(cè)導(dǎo)板間隙示意圖

圖5 頂銷、導(dǎo)槽（孔）間隙示意圖

側(cè)導(dǎo)板竄量值用K表示。分析側(cè)導(dǎo)板機(jī)械結(jié)構(gòu)，為避免板坯回退和非計(jì)劃停機(jī)，必須令K≤D。比較c、a、E，取其中數(shù)值最小者為X。

若X＜D，當(dāng)竄量值達(dá)到X時(shí)，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)限制，必然K≤D，且竄量值將保持X不變。此時(shí)，機(jī)械結(jié)構(gòu)限制在一定程度上起到了機(jī)械安全限位的作用。隨著機(jī)械貼合部位的磨損、變形、破壞，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)X＞D時(shí)，或者圖紙上即為X＞D，此時(shí)，若K＞D，寬規(guī)格板坯軋制時(shí)則會(huì)發(fā)生停機(jī)事故。

下面根據(jù)圖紙進(jìn)行計(jì)算D、c、a、E數(shù)值。

D=（800-570-170）/2=30mm，c=d=（560-260）/2=80mm

a=b=（800-560）/2=120mm，E=270-220/2=160mm（G=300-220/2=190mm）。

綜上所述，D＜X=c＜a＜E。當(dāng)（K＞D）、寬規(guī)格鋼種軋制時(shí)，側(cè)導(dǎo)板將無(wú)法打開到程序設(shè)定位，會(huì)發(fā)生停機(jī)事故，這增加了設(shè)備運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)和難度。

3.2 側(cè)導(dǎo)板竄量調(diào)整方法

圖6 竄量調(diào)整示意圖

先將側(cè)導(dǎo)板開口度打到1670mm，此時(shí)喇叭口段、平行段的中軸線共線，且與頂銷軸線共面，此時(shí)，調(diào)整側(cè)導(dǎo)板竄量克服的阻力最小。

在操作側(cè)側(cè)導(dǎo)板吊裝孔內(nèi)插入螺栓M48X490，將手壓千斤頂尾部頂在推桿上，缸頭頂在M48X490螺帽上，手動(dòng)加壓消除側(cè)導(dǎo)板竄量，直至拐臂中線位于兩軸承座間隙中位為止。側(cè)導(dǎo)板竄量調(diào)整方法示意圖，如圖6所示。

以上方案所需工時(shí)最短、工器具最少，利用日常精軋換輥時(shí)間即可進(jìn)行施工（需工人3人，工時(shí)10分鐘以內(nèi)）。

4 側(cè)導(dǎo)板的改進(jìn)方法及維護(hù)要點(diǎn)

4.1 改進(jìn)方法

首先，逆向軋制時(shí)，減小（預(yù)留孔處）板坯對(duì)側(cè)導(dǎo)板的沖擊力。預(yù)留孔為軋機(jī)前后表檢測(cè)量預(yù)留孔，由于R1/R2表檢安裝于軋機(jī)出口側(cè)，因此可取消入口側(cè)導(dǎo)板的預(yù)留孔：（1）提報(bào)備件，延長(zhǎng)側(cè)導(dǎo)板耐磨板長(zhǎng)度。將入口側(cè)第1、2塊耐磨板出口側(cè)加長(zhǎng)，從而消除預(yù)留孔：延長(zhǎng)的耐磨板類似懸臂梁，無(wú)固定支撐，若其受板坯頂撞會(huì)向內(nèi)側(cè)發(fā)生一定塑性變形。耐磨板改造前后，正向都可順利軋制；按此方案改造后，逆向軋制時(shí)，耐磨板即使變形仍起導(dǎo)向作用，可減小沖擊力。（2）制作過(guò)度塊（其外表面與耐磨板外表面共面），安裝在預(yù)留孔內(nèi)，將板坯、側(cè)導(dǎo)板間沖擊力轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)摩擦力。（3）側(cè)導(dǎo)板下線后，在機(jī)械廠修復(fù)，徹底消除預(yù)留孔。同時(shí)延長(zhǎng)耐磨板長(zhǎng)度，使平行段側(cè)導(dǎo)板內(nèi)表面光滑過(guò)渡。

現(xiàn)場(chǎng)為了節(jié)省時(shí)間、成本，盡快消除隱患，采用了方法2）。

其次，設(shè)計(jì)機(jī)械安全限位塊，通過(guò)機(jī)械硬限位將竄量控制在安全范圍內(nèi)。根據(jù)側(cè)導(dǎo)板機(jī)械結(jié)構(gòu)，將安全擋塊設(shè)計(jì)于推桿/側(cè)導(dǎo)板間隙內(nèi)、緊貼側(cè)導(dǎo)板內(nèi)壁上，如圖4所示。

安全擋塊的厚度Y≥a-D+Z=90+Z。其中Z為安全值，此處取Z=5mm,取Y=95mm。安裝限位塊后，a變?yōu)閍’，此時(shí)a’=25mm=X＜D=30mm。

在線側(cè)導(dǎo)板在工作過(guò)程中，在時(shí)間T1內(nèi)，竄量從0達(dá)到25mm；之后，隨著機(jī)械貼合部位磨損、變形、破壞，在時(shí)間T2內(nèi)，a’數(shù)值增加量≥5mm后，寬規(guī)格板坯軋制時(shí)會(huì)發(fā)生停機(jī)事故。

在正常軋鋼的前提下，時(shí)間T（T=T1+T2）為設(shè)備、操作人員發(fā)現(xiàn)、處理側(cè)導(dǎo)板竄量這個(gè)隱患創(chuàng)造了有利條件。

4.2 維護(hù)要點(diǎn)

正常軋制中，發(fā)現(xiàn)板坯跑偏，即刻向操作人員反饋，關(guān)注、調(diào)整軋制參數(shù)，避免板坯跑偏。

點(diǎn)巡檢人員、操作人員監(jiān)控間隙值D、推桿與安全限位塊間隙值a’，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

軋制中，點(diǎn)巡檢人員、操作人員監(jiān)控推桿震動(dòng)，一旦震動(dòng)加劇，即可能a’=0。此時(shí)，機(jī)械安全限位塊、推桿硬貼合，側(cè)導(dǎo)板直接將震動(dòng)傳遞到推桿上。此時(shí)，馬上組織人員檢查間隙量，及時(shí)組織處理，避免隱患擴(kuò)大化。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，設(shè)備運(yùn)維也在不斷進(jìn)步。我們?cè)谔岣哕堜撛O(shè)備自動(dòng)化水平的同時(shí)，也要努力發(fā)現(xiàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)缺陷，降低設(shè)備運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)、難度、工作量，確保側(cè)導(dǎo)板等軋鋼設(shè)備功能投入和軋鋼生產(chǎn)順?lè)€(wěn)，本研究旨在能夠?qū)Υ笮桶鍘к垯C(jī)——側(cè)導(dǎo)板等設(shè)備隱患的分析、解決提供一定的借鑒作用。